二本鎖DNA断片におけるメチル化検出のためのナノポアベースアッセイ

DNAメチル化は、シトシンの5位炭素にメチル基が付加されるDNAのエピジェネティック修飾である。発がんとの関連が示されている異常なDNAメチル化は、様々な生体液中で評価可能であり、がん検出のマーカーとして利用できる可能性がある。最適な臨床診断および予後予測のためには、微量かつ断片化したDNAを標的とする、分析感度および特異度の高いメチル化アッセイが必要とされる。本研究では、バイサルファイト変換およびpolymerase chain reaction増幅を回避する、ナノポアベースの直接メチル化検出アッセイを提示する。先行研究に基づき、メチル化DNAを選択的に標識するメチル化結合タンパク質（MBP）を使用した。このナノポアベースアッセイは、19 nmのナノポアを通過する際に著しく深く長時間のナノポアイオン電流遮断を示すメチル化DNA/MBP複合体を選択的に検出する一方、非メチル化DNA分子はその直径が小さいために検出されなかった。10 nm未満のナノポアを用いて、90、60、および30 bpのDNA断片における高メチル化DNAと非メチル化DNAの識別が実証された。MBPと完全に結合した高メチル化DNA断片は、電流遮断が2.1～6.5倍、輸送時間が4.5～23.3倍となり、非メチル化DNAと区別される。さらに、これらのナノポアアッセイはDNA断片中のCpGダイアドを検出することができ、将来的にはDNA断片上のメチル化CpG部位の位置をプロファイリングできる可能性がある。